Det rigtige squeeze til kvanteberegning

En ny teoretisk model involverer at klemme lys til den helt rigtige mængde for præcist at transmittere information ved hjælp af subatomære partikler. Forskere ved Hokkaido Universitet og Kyoto Universitet rapporterer, at denne teoretiske tilgang til kvanteberegning er 10 milliarder gange mere tolerant over for fejl end nuværende teoretiske modeller. Deres metode anvendes i kvantecomputere, der bruger subatomære partiklers forskellige egenskaber til at transmittere, behandle og opbevare ekstremt store mængder kompleks information, muliggør modellering af komplekse kemiske processer langt bedre og hurtigere end moderne computere.

Computere gemmer i øjeblikket data ved at kode dem til "bits". En bit kan eksistere i en af ​​to tilstande:nul og en. Forskere har undersøgt måder at anvende subatomære partikler på, kaldet "kvantebit, "som kan eksistere i mere end to stater, til lagring og behandling af meget større mængder information. Kvantebits er byggestenene i kvantecomputere.

En sådan tilgang involverer at bruge de iboende egenskaber i fotoner af lys, indkodning af information som kvantebits i en lysstråle ved at digitalisere mønstre af det elektromagnetiske felt. Men den kodede information kan gå tabt fra lysbølger under kvanteberegning, fører til en ophobning af fejl. For at reducere tab af information, videnskabsmænd har eksperimenteret med at "klemme" lys. Klemning er en proces, der fjerner små udsving på kvanteniveau, kaldet støj, fra et elektromagnetisk felt. Støj introducerer en vis grad af usikkerhed i det elektromagnetiske felts amplitude og fase. Squeezing er således et effektivt værktøj til den optiske implementering af kvantecomputere, men den nuværende brug er utilstrækkelig.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgang X , Akihisa Tomita, en anvendt fysiker ved Hokkaido University, og hans kolleger foreslog en ny måde at dramatisk reducere fejl ved brug af denne tilgang. De udviklede en teoretisk model, der både bruger kvantebits egenskaber og tilstandene af det elektromagnetiske felt, hvori de eksisterer. Fremgangsmåden involverer at klemme lys ved at fjerne fejltilbøjelige kvantebits, når kvantebits klynger sig sammen.

Denne model er 10 milliarder gange mere tolerant over for fejl end nuværende eksperimentelle metoder, hvilket betyder, at den tolererer op til én fejl hver 10. 000 beregninger. "Tilgangen er opnåelig ved hjælp af de teknologier, der er tilgængelige i øjeblikket, og kunne fremme udviklingen inden for kvantecomputerforskning, " siger Akihisa Tomita fra Hokkaido University.